5/4/2011. Metabolismo. Vias Metabólicas. Séries de reações consecutivas catalisadas enzimaticamente, que produzem produtos específicos (metabólitos).

Transcrição

1 Metabolismo Vias Metabólicas Séries de reações consecutivas catalisadas enzimaticamente, que produzem produtos específicos (metabólitos). 1

2 Endergônico Exergônico Catabolismo Durante o catabolismo de carboidratos, lipídeos e aminoácidos, ELÉTRONS são transferidos para COENZIMAS. As COENZIMAS reduzidas (NADH e FADH2) transportam os elétrons até a cadeia transportadora de elétrons. Os elétrons são transferidos para o oxigênio que se reduz a água. A energia química gerado na transferência de elétrons é utilizada para a síntese do ATP. 2

3 ATP Moeda de energia celular. Intermediário de alta energia que age como doador de energia livre para a maioria dos processos que requerem energia. Fritz Lipmann The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953 ATP Grupos Fosforila (-PO 3 2- ) Adenina Ribose 3

4 A Hidrólise do ATP é altamente exergônica Mecanismo de Utilização do ATP Hidrólise A hidrólise por si só libera a energia livre na forma de calor. Essa energia livre não pode ser aproveitada... Exceção: A hidrólise do ATP promove a contração muscular. Transferência de grupos fosfato Na grande maioria das reações o ATP transfere a energia livre por meio de reações de transferência de grupo fosfato. Neste processo a hidrólise do ATP está acoplada a formação de compostos fosforilados. Ex. Fosforilação da glicose (Glicose Glicose-6-Fosfato) 4

5 Glicólise Localização das vias na célula Glicólise Citossol Mitocôndria Ciclo de Krebs Cadeia de Transporte de elétrons 5

6 Glicólise glycos = açúcar lysis = quebra A molécula de glicose (6C) é convertido em 2 de piruvato (3 C) Ocorre em 10 etapas de reação catalisadas por 10 enzimas diferentes. Durante essas etapas de reações a energia liberada a partir da glicose é conservada na forma de ATP e NADH. Classes de enzimas envolvidas Quinases catalisam a transferência de grupos fosfato (fosforilação) Isomerases catalisam o rearranjo de ligações Desidrogenases são oxido-redutases. Catalisam a reação em que uma molécula é oxidada e outra é reduzida. 6

7 -2ATP Glicose Fase Preparatória -Fosforilação da glicose e conversão para gliceraldeído-3- fosfato; -Fase de investimento de energia!! 2 Gliceraldeído-3-fosfato + 4 ATP + 2 NADH 2 Piruvato Fase de Pagamento - Conversão oxidativa de gliceraldeído-3-fosfato a piruvato acoplada a produção de ATP e NADH Glicose 2-2ATP Gliceraldeído-3-fosfato Resultado Líquido 2 moléculas de piruvato + 4 ATP + 2 NADH 2 ATP e 2 NADH + H + 2 Piruvato 7

8 Fase Preparatória Fase de Pagamento Sítios de Controle ou Regulação 3 sítios importantes de regulação 1. Hexoquinase 2. Fosfofrutoquinase 1 3. Piruvato quinase 8

9 Fase Preparatória 1 Hexoquinase Glicose 9

10 1 Hexoquinase 1 Hexoquinase

11 1 Hexoquinase A fosforilação da glicose é o primeiro sítio de controle Na maioria dos tecidos a glicose 6-P é um potente inibidor alostérico da hexoquinase. Desta forma o tecido ajusta a captação da glicose à sua utilização. 1 Hexoquinase vs Glicoquinase Músculos Fígado/Células -pancreas A hexoquinase está universalmente presente em todos os tipos de células No fígado e nas células -pancreáticas existe uma outra isoenzima a glicoquinase. Tem Km 100 vezes maior que da hexoquinase. Isso restringe a capitação de glicose pelo fígado em glicemia baixa. Em glicemia alta permite o armazenamento de glicogênio. 11

12 Fase Preparatória 3 Fosfofrutoquinase 1 12

13 Fosfofrutoquinase 1 regulatory site active site active site regulatory site 3 Fosfofrutoquinase 1 Moduladores Positivos: AMP, ADP e F2,6BP Moduladores Negativos: ATP e citrato 13

14 Fase de Produção de Energia 10 Piruvato quinase 14

15 10 Piruvato quinase Moduladores Positivos: F1,6BP Moduladores Negativos: ATP, acetil-coa, ácidos graxos, alanina Quais são os destinos do Piruvato? 15

16 Depende da presença ou não de Oxigênio Na ausência de Oxigênio ocorre a Fermentação 16

17 Fermentação Láctica Glicólise A disponibilidade de NAD + ([NAD+] ~ 0,8 mmol/kg de músculo) é limitante!! Se o NADH não for reoxidado a glicólise não pode continuar Fermentação Alcóolica Glicose 2 NAD+ 2 NADH + H

18 Na presença de Oxigênio Piruvato é convertido a Acetil-CoA Glicólise Ciclo de Krebs Cadeia de Transporte de elétrons 18

19 Conversão do Piruvato a Acetil-CoA Descarboxilação oxidativa catalisada pelo complexo enzimático Piruvato Desidrogenase Acetil-CoA segue pelo Ciclo de Krebs... 19